CN113650984A - 一种垃圾满溢状态获取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾满溢状态获取方法，具体涉及垃圾回收处理领域，具体包括以下步骤：步骤一，设定垃圾分类站内部垃圾桶装载重量的上限数值，将该上限数值设置为垃圾桶满溢状态的第一优先判定；步骤二，在垃圾分类站内垃圾桶上方固定距离h1处安装一组红外传感器和超声波探测器，并在垃圾桶底部设置接收超声波发射信号的超声波接收器，先设定垃圾桶内部可容纳最大垃圾高度h，通过红外传感器检测垃圾桶内垃圾表面高度信息值h1，当h1数值等于h时，进入第二判定。本发明提升了垃圾满溢状态获取的准确率，减少了误判率，有效的提高了垃圾桶容量的使用量，避免出现空装现象，降低了环卫人员的工作量，提升了实用性。

Description

一种垃圾满溢状态获取方法
技术领域
本发明涉及垃圾回收处理领域，更具体地说，本发明涉及一种垃圾满溢状态获取方法。
背景技术
在城市建设中，及时有效处理垃圾桶中的垃圾是影响一个城市文明建设的重要因素之一。
在公共场合的垃圾分类站中，垃圾桶的数量不少，工作人员可能无法及时知晓垃圾桶中的垃圾容量情况，但公共场合的垃圾桶又容易满溢，特别是在人流量大的时间和地方，而在一些相对偏僻的地方，垃圾桶容易被遗忘，垃圾满溢后也无法及时知晓，如果工作人员不及时清理垃圾桶，影响周围居民的生活环境和生活体验，垃圾堆积久也会产生异味，降低周边的卫生情况。
相关技术中，垃圾桶满溢检测的方法是通过设置红外传感器检测垃圾桶内垃圾表面高度的信息值来判定垃圾桶是否为满溢状态。但是该种方法存在了局限性，因为垃圾桶内投放垃圾的码放状态不是理想状态。由于部分垃圾受体型、形状和种类的限制，其在垃圾桶内的放置状态不是均匀堆叠的，该部分垃圾与垃圾之间存在了较大的间隙，导致垃圾桶内无法盛装足量的垃圾就上报为满溢状态。导致环卫人员在垃圾桶未装满足量垃圾时便要对其进行清理，使得垃圾桶不能有效的进行垃圾回收，也极大地增加了环卫人员的工作量。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种垃圾满溢状态获取方法，具体包括以下步骤：
步骤一，设定垃圾分类站内部垃圾桶装载重量的上限数值，将该上限数值设置为垃圾桶满溢状态的第一优先判定；
步骤二，在垃圾分类站内垃圾桶上方固定距离h1处安装一组红外传感器和超声波探测器，并在垃圾桶底部设置接收超声波发射信号的超声波接收器，先设定垃圾桶内部可容纳最大垃圾高度h，通过红外传感器检测垃圾桶内垃圾表面高度信息值h1，当h1数值等于h时，进入第二判定；
步骤三，在第二判定时，利用超声波探测器向垃圾桶内部发射超声波信号，通过超声波接收器获取超声波接收时间值S；
步骤四，根据投放垃圾的特性，设定超声波在不同垃圾桶内行进的标准速率，该标准速率为固定范围，其中，容纳有害垃圾和可回收垃圾的垃圾桶的超声波标准速率为V1，容纳厨余垃圾和其他垃圾的垃圾桶的超声波标准速率为V2；
设定容纳有害垃圾和可回收垃圾的垃圾桶的超声波接收时间值为S1，则
Figure BDA0003219483460000021
设定容纳厨余垃圾和其他垃圾的垃圾桶的超声波接收时间值S2，则
Figure BDA0003219483460000022
S1和S2均为理想状态下的固定值；
其中，根据投放垃圾种类、形状和单体体积限制，为超声波接收时间值设定一个合理的误差范围α，则在满溢状态下，超声波接收器获取的超声波接收时间值S应满足以下：
Figure BDA0003219483460000023
Figure BDA0003219483460000024
步骤五，当超声波接收时间值S满足步骤四中的限定时，判定垃圾桶内的垃圾满溢状态，将垃圾桶满溢信息传递给后台控制中心；
当超声波接收时间值S不满足步骤四中的限定时，利用垃圾分类站内的垃圾下压机构将该垃圾桶内部垃圾压实，并重新继续判定。
在一个优选地实施方式中，在所述步骤一中，当垃圾分类站的称重单元获取的垃圾桶装载重量值达到所述上限数值，直接判定该垃圾桶为满溢状态，无需后续判定。
在一个优选地实施方式中，在所述步骤四中，设定的超声波标准速率V1值范围为800-1500m/s，设定的超声波标准速率V2值范围为2500-3000m/s。
在一个优选地实施方式中，所述超声波标准速率V1值和超声波标准速率V2值的确定通过垃圾分类站内垃圾桶实际投放垃圾种类和特性进行标定，具体为：
设定湿垃圾的质量为a，设定干垃圾的质量为b，则干湿垃圾比值为
Figure BDA0003219483460000031
在V1值和V2值的范围内，
Figure BDA0003219483460000032
的比值与V1值和V2值成反比。
本发明的技术效果和优点：
本发明在垃圾分类站内垃圾桶盛装有大量大体积垃圾和大间距垃圾，且垃圾与垃圾之间具有较大的间隙，垃圾桶也未盛装满足量垃圾时，不会向系统上报为满溢状态，用户可在垃圾分类站内设置对应的下压机构对其进行压实后，待垃圾桶装满足量垃圾且为满溢状态时再进行垃圾清理工作，有效的提高了垃圾桶容量的使用量，避免出现空装现象，降低了环卫人员的工作量，提升了实用性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种垃圾满溢状态获取方法，具体包括以下：
设定垃圾分类站内部垃圾桶装载重量的上限数值，将该上限数值设置为垃圾桶满溢状态的第一优先判定，当垃圾分类站的称重单元获取的垃圾桶装载重量值达到所述上限数值，直接判定该垃圾桶为满溢状态，无需后续判定；
通过在垃圾分类站内放置垃圾桶的平台上安装称重传感器，直接获取垃圾桶内的垃圾重量信息，根据该垃圾桶的容量信息，设定一个上限数值，在垃圾桶的重量数值达到上限数值时，直接判断为满溢状态；
进一步的，将满溢状态的数据信息传输给后端控制中心，控制该垃圾桶所对应的垃圾投放口关闭，避免再有用户向该垃圾桶内投放垃圾导致溢出，并通知工作人员对满溢后的垃圾桶进行处理和更换。
进一步的，还可在相应的垃圾投放口上设置示警模块，在出现满溢状态时，利用示警模块对用户进行示警，避免后续的误投。
在垃圾分类站内垃圾桶上方固定距离h1处安装一组红外传感器和超声波探测器，并在垃圾桶底部设置接收超声波发射信号的超声波接收器，先设定垃圾桶内部可容纳最大垃圾高度h，通过红外传感器检测垃圾桶内垃圾表面高度信息值h1，当h1数值等于h时，进入第二判定；
为了避免系统频繁的进入第二判定的工作状态，利用红外传感器检测垃圾桶内垃圾面的高度信息，只有在垃圾面的高度信息达到所需的数值后，才会进入第二判定的工作状态，从而达降低系统运行负荷的效果，能够减少整个满溢状态获取系统的能耗。
在第二判定时，利用超声波探测器向垃圾桶内部发射超声波信号，通过超声波接收器获取超声波接收时间值S，由于用户投放的垃圾分为不同的种类，每种垃圾中又会有固体垃圾、液体垃圾和固液混合的垃圾，导致超声波在该垃圾中行进速率不一，因此可以根据投放垃圾的特性，设定超声波在不同垃圾桶内行进的标准速率，该标准速率为固定范围，其中，容纳有害垃圾和可回收垃圾的垃圾桶的超声波标准速率为V1，容纳厨余垃圾和其他垃圾的垃圾桶的超声波标准速率为V2；
进一步的，该标准速率只是为了方便确定一个数值，进行垃圾桶内垃圾状态的判定，为了提高其精确度，设定一个合理的范围：
在日常生活中，超声波在15℃空气中的速率为340m/s，在软木的速率为 500m/s，25℃煤油中的速率为1324m/s，25℃蒸馏水中的速率为1497m/s，铜中的速率为3750m/s，大理石中的速率为3810m/s，并基于其他常见介质中的速率，设定的超声波标准速率V1值范围为800-1500m/s，设定的超声波标准速率V2值范围为2500-3000m/s；
进一步的，超声波标准速率V1值和超声波标准速率V2值的确定通过垃圾分类站内垃圾桶实际投放垃圾种类和特性进行标定，具体为：
设定湿垃圾的质量为a，设定干垃圾的质量为b，则干湿垃圾比值为
Figure BDA0003219483460000051
在V1值和V2值的范围内，
Figure BDA0003219483460000052
的比值与V1值和V2值成反比，因此
Figure BDA0003219483460000053
比值越大，说明垃圾中的固体垃圾比例越高，而超声波在固体中传播的速率远高于液体，因此该比值越大，V1值和V2值就越靠近设定范围的最大值。
设定容纳有害垃圾和可回收垃圾的垃圾桶的超声波接收时间值为S1，则
Figure BDA0003219483460000054
设定容纳厨余垃圾和其他垃圾的垃圾桶的超声波接收时间值S2，则
Figure BDA0003219483460000055
S1和S2均为理想状态下的固定值，即当容纳有害垃圾和可回收垃圾的垃圾桶中的垃圾为干湿比例符合设定V1值状态下的垃圾种类，S1为该垃圾桶的超声波接收时间值，当容纳厨余垃圾和其他垃圾的垃圾桶的圾桶中的垃圾为干湿比例符合设定V2值状态下的垃圾种类，S2为该垃圾桶的超声波接收时间值。
因为在现实中投放的垃圾中，会有一部分垃圾因为种类、形状和体积的限制，导致其在堆叠过程中，垃圾与垃圾之间必然存在着部分无法压合的空间存在，而该部分空间内，超声波的行进速率与在垃圾中的行进速率存在着明显差异，因此为超声波接收时间值设定一个合理的误差范围α，即即使超声波接收时间值与理想状态下的固定值存在了差异，也表明该垃圾桶内的垃圾为满溢状态；
则在满溢状态下，超声波接收器获取的超声波接收时间值S应满足以下：
Figure BDA0003219483460000061
Figure BDA0003219483460000062
当超声波接收时间值S满足上述的限定时，判定垃圾桶内的垃圾满溢状态，然后将满溢状态的数据信息传输给后端控制中心，控制该垃圾桶所对应的垃圾投放口关闭，避免再有用户向该垃圾桶内投放垃圾导致溢出，并通知工作人员对满溢后的垃圾桶进行处理和更换；
当超声波接收时间值S不满足上述的限定时，利用垃圾分类站内的垃圾下压机构将该垃圾桶内部垃圾压实，并重新继续第二判定。
重新进入第二判定会基于红外传感器检测到的表面高度信息值h1再次满足最大垃圾高度h。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种垃圾满溢状态获取方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一，设定垃圾分类站内部垃圾桶装载重量的上限数值，将该上限数值设置为垃圾桶满溢状态的第一优先判定；
步骤二，在垃圾分类站内垃圾桶上方固定距离h1处安装一组红外传感器和超声波探测器，并在垃圾桶底部设置接收超声波发射信号的超声波接收器，先设定垃圾桶内部可容纳最大垃圾高度h，通过红外传感器检测垃圾桶内垃圾表面高度信息值h1，当h1数值等于h时，进入第二判定；
步骤三，在第二判定时，利用超声波探测器向垃圾桶内部发射超声波信号，通过超声波接收器获取超声波接收时间值S；
步骤四，根据投放垃圾的特性，设定超声波在不同垃圾桶内行进的标准速率，该标准速率为固定范围，其中，容纳有害垃圾和可回收垃圾的垃圾桶的超声波标准速率为V1，容纳厨余垃圾和其他垃圾的垃圾桶的超声波标准速率为V2；
设定容纳有害垃圾和可回收垃圾的垃圾桶的超声波接收时间值为S1，则
Figure FDA0003219483450000011
设定容纳厨余垃圾和其他垃圾的垃圾桶的超声波接收时间值S2，则
Figure FDA0003219483450000012
S1和S2均为理想状态下的固定值；
其中，根据投放垃圾种类、形状和单体体积限制，为超声波接收时间值设定一个合理的误差范围α，则在满溢状态下，超声波接收器获取的超声波接收时间值S应满足以下：
Figure FDA0003219483450000013
Figure FDA0003219483450000021
步骤五，当超声波接收时间值S满足步骤四中的限定时，判定垃圾桶内的垃圾满溢状态，将垃圾桶满溢信息传递给后台控制中心，；
当超声波接收时间值S不满足步骤四中的限定时，利用垃圾分类站内的垃圾下压机构将该垃圾桶内部垃圾压实，并重新继续判定。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾满溢状态获取方法，其特征在于：在所述步骤一中，当垃圾分类站的称重单元获取的垃圾桶装载重量值达到所述上限数值，直接判定该垃圾桶为满溢状态，无需后续判定。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾满溢状态获取方法，其特征在于：在所述步骤四中，设定的超声波标准速率V1值范围为800-1500m/s，设定的超声波标准速率V2值范围为2500-3000m/s。
4.根据权利要求3所述的一种垃圾满溢状态获取方法，其特征在于：所述超声波标准速率V1值和超声波标准速率V2值的确定通过垃圾分类站内垃圾桶实际投放垃圾种类和特性进行标定，具体为：
设定湿垃圾的质量为a，设定干垃圾的质量为b，则干湿垃圾比值为
Figure FDA0003219483450000022
在V1值和V2值的范围内，
Figure FDA0003219483450000023
的比值与V1值和V2值成反比。
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